避免冷镦钢球化退火脱碳是保证冷镦成形零件疲劳强度的重要措施。某公司的吸热式可控气氛辊底退火炉（STC炉）用于冷镦钢线材（盘圆）的球化退火热处理,作业时通过动态调节炉内CO-H₂-N₂-CO₂混合气体的x²_CO/x_CO2值以防止工件脱碳,x²_CO/x_CO2值则取决于碳势因子（CPF）。而碳势因子作为材料特征参数,通常应被事先确定并由操作者在球化退火前输入STC炉的控制计算机。因此,建立碳势因子模型,并通过输入材料特征值和退火工艺特征值来较准确地计算出CPF值,对于STC炉球化退火热处理作业具有重要意义。本文基于材料热力学理论和热力学实验数据,建立了碳势因子模型并进行了验证。结合STC炉的气氛控制原理并经热力学理论推导,本文建立的碳势因子计算基本模型可表示为“碳势因子CPF=100×反应平衡常数K×固溶碳活度a_C^Φ”。平衡常数K的计算模型可通过两种途径建立,一种是先由实验测量C（Φ）+CO₂（g）=2CO（g）反应在不同温度下的平衡常数值后直接统计生成经验方程,另一种是利用盖斯（Γecc）定律由C（石墨）+CO₂（g）=2CO（g）和C（Φ）=C（石墨）二反应的各自平衡常数经验方程的迭加而间接求得。本文中针对固溶碳活度a_C^Φ按铁素体固溶碳和奥氏体固溶碳分别进行了建模和验证。本文碳势因子模型的验证主要考虑两方面因素。第一,α+γ双相区中γ固溶碳活度的取值范围,即以石墨为标准态时固溶碳活度值不大于1;第二,α+γ双相区中γ固溶碳浓度由Fe-Fe₃C相图的GS线确定,而实际冷镦钢的GS线（即A₃线）与理想Fe-Fe₃C相图GS线存在差别且随钢化学成分的不同而变化,因此每次计算均须对相图进行重构以调整GS线在相图中的位置。为提高碳势因子模型的实用性,本文研究了冷镦钢中硅、锰、铬、钼四种常见元素对碳势因子的影响。利用建立的碳势因子模型和重构相图的相线方程,计算了ML35和ML35CrMo两个钢牌号的冷镦钢在不同温度下的碳势因子值。计算值与实际热处理工艺设定值的比较结果表明,碳势因子模型的计算结果是准确的,可直接应用于工程实际。